Выращивание кукурузы. Биологические особенности культуры, сорта Основные фазы развития у кукурузы

Кукуруза (лат. Zea) - род растений отдела цветковые, класса однодольные, порядка злакоцветные, семейства злаки.

Кукуруза (злак) – происхождение слова.

Происхождение слова “кукуруза” языковеды трактуют по-разному. В русскую речь слово пришло с юго-востока Европы, и, по мнению ученых, имеет отношение к румынскому слову cucuruz , означающему “еловая шишка”, либо турецкому kokoros (стебель кукурузы). По иной версии кукурузой стали называть злак, зерна которого бросали домашней птице, подзывая ее звуками kukuru. Часто кукурузу называют маис - имя, данное злаку Христофором Колумбом, описавшим растение, как mahiz - “семя, создающее колос”. Кукуруза также известна под названием “початок” и “турецкое пшено”.

Кукуруза – описание и фото.

Кукуруза - однолетний травянистый злак, который достигает 3 метра в высоту, в редких случаях высота кукурузы может составлять 6-7 метров. Корневая система кукурузы, состоящая из мочки и придаточных корней, отлично развивается и проникает вглубь земли до 1,5 метров. На первых междоузлиях иногда образуются опорные корни, поглощающие питательные вещества из воздуха.

Как растет кукуруза?

Одиночные прямые стебли кукурузы диаметром до 7 см в отличие от других злаковых растений не имеют внутренней полости, а содержат рыхлую паренхиму. На растении образуются крупные листья, вырастающие в длину до 1 метра при ширине 10 см.

Кукуруза, как любое однодомное растение, наделена однополыми цветками. Мужские цветки располагаются на вершинах побегов растения. Женские цветки соединены в соцветия-початки, растущие в листовых пазухах.

Как правило, на одном стебле кукурузы образуется не более 2 початков, но у кустистых разновидностей растения их может быть больше. Зрелый початок кукурузы вырастает до 4-50 см в длину и имеет окружность до 10 см. Вес початка кукурузы варьируется от 30 до 500 грамм. Каждый початок плотно покрыт листообразными обвертками.

Переносимая ветром пыльца из тычиночных цветков кукурузы оседает на рыльцах женских нитевидных столбиков, выходящих пучком из-под обверток. После опыления начинается развитие плодов-зерновок. Зерна кукурузы растут плотно друг к другу и располагаются на стержне початка. Один кукурузный початок может содержать до тысячи зерен круглой или чуть удлиненной формы. Большую часть сортов кукурузы отличает желтый окрас зерна, но некоторые имеют зерновку красного, синего, фиолетового, а также черного цвета.

Где растет кукуруза?

Кукуруза родом из Гватемалы и Южной Мексики. В наши дни злак распространился по всему миру, но лидерство по масштабному выращиванию занимают США, Бразилия и Китай. В десятку стран лидеров, где выращивают кукурузу, также вошли Мексика, Аргентина, Индия, Южная Африка, Франция и Россия.

Виды кукурузы, названия, описание и фото.

Единственным представителем рода Кукуруза, выращиваемым в культуре, считается кукуруза сахарная, она же маис (лат. Zea mays ssp. Mays или Zea saccharata).

Помимо сахарной кукурузы род подразделяется на 4 вида:

Zea diploperennis;
Zea luxurians;
Zea nicaraguensis;
Zea perennis.

И 4 подвида Zea mays, растущих в дикой природе:

Zea mays ssp. mexicana;
Zea mays ssp. parviglumis;
Zea mays Huehuetenangensis;
Zea mays ssp.

Современная классификация насчитывает 10 ботанических групп, отличающихся формообразованием и строением плода.

Кукуруза сахарная (лат. Z ea mays saccharata, Zea mays ssp . mays ) (анг. Sweet corn)- распространенная, любимая агрономами разновидность кукурузы, которую выращивают во всем мире, кроме Антарктиды. Кустистые растения образуют несколько початков, а выведенные сорта кукурузы отличаются зернами самых разных окрасок. Вызревшая, полупрозрачная зерновка кукурузы, состоящая из роговидной запасающей ткани, содержит минимум крахмала и большое количество сахаров. Этот злак выращивается для промышленной консервации, вилки пригодны для отваривания.

Зубовидная кукуруза (лат. Zea mays indentata) (анг. Dent corn) дала жизнь многим урожайным позднеспелым сортам. Растения малооблиственные, отличаются сильнорослым стеблем, массивными початками и образованием большого количества воздушных корней. Во время созревания кукурузы на крупных удлиненных зернах появляется характерная вмятина, благодаря чему зерно становится похожим на зуб. Сортовая группа, полученная от зубовидной кукурузы, культивируется в Америке как кормовое растение. Зерна кукурузы используются для производства муки, крупы и спирта.

Кремнистая кукуруза (индийская кукуруза) (лат. Zea mays i n durata) (анг. Flint corn) - самый первый вид кукурузы, вывезенный из Америки. Успешно выращивается во всем мире и имеет самое широкое распространение из всех представителей рода. Круглые, морщинистые зерна кукурузы могут быть желтого или белого цвета и на 70-83% состоят из отвердевшего крахмала. Для сортового многообразия характерны скороспелость и высокая урожайность. Наиболее востребованы сорта кукурузы, выведенные путем гибридизации с зубовидной кукурузой. Кремнистую кукурузу выращивают в основном на зерно, а также для производства кукурузных палочек и хлопьев.

Крахмалистая кукуруза (мучнистая, мягкая кукуруза) (лат. Zea mays amylacea) (анг. Flour corn) - старейший представитель рода, отличающийся небольшими, густо облиственными, кустистыми формами растений. Крупные зерна кукурузы круглой формы с выпуклой верхушкой имеют ровную, матовую оболочку. Зерно содержит свыше 80% крахмала. Растет кукуруза крахмалистая только в Южной Америке и на юге североамериканского континента, выращивают ее для производства крахмала, муки, спирта и патоки.

Восковидная кукуруза (лат. Zea mays ceratina) (анг. Waxy corn) - группа видоизмененных зубовидных североамериканских гибридов, отличается двухслойной запасающей тканью: твердой, матовой внешней частью, напоминающей воск и мучнистым срединным слоем, состоящим из клейкого амилопектина. Группа обладает очень ограниченным ареалом и небольшим количеством сортов. В Китае восковидная кукуруза пользуется особой популярностью.

Кукуруза лопающаяся (лат. Zea mays everta) (анг. Popcorn) - группа, представленная кустистыми, облиственными растениями, образующими несколько некрупных початков, заполненных маленькими зернышками. Зерно ровное и глянцевое. Сорта кукурузы делятся на 2 подгруппы:
- Перловая кукуруза: имеет верхушку зерна в форме клюва и по вкусу напоминает перловку;
- Рисовая кукуруза: обладает круглым верхом и вкусом рисовой муки.

Сортовое многообразие отличает разнообразная цветовая гамма. Зерна кукурузы могут быть желтыми, белыми, красными, синими, а также встречаются сорта с рябой окраской зерен.

Зерна всех сортов кукурузы лопаются при нагревании, благодаря чему лопающаяся кукуруза имеет такое название и используется для приготовления попкорна. В зернах обнаружено около 16% белка, в связи с чем разновидность нашла широкое применение при изготовлении крупы и кукурузных хлопьев. Изначально лопающуюся кукурузу начали возделывать в Америке, а затем сорта быстро распространились по всему земному шару.

Полузубовидная кукуруза (лат. Zea mays semidentata) (анг. Semident corn) получена путем скрещивания представителей кремнистой и зубовидной группы и иногда называется полукремнистой. Сорта данного вида кукурузы имеют широкое применение в пищевой промышленности.

Кукуруза пленчатая (лат. Zea mays tunicata) (анг. Pod corn) отличается интенсивным разрастанием колосковых чешуек, густо покрывающих зрелые зернышки. Группа не представляет пищевой ценности. По некоторым утверждениям, пленчатая кукуруза используется в ритуальных обрядах индейцев.

Крахмалисто-сахарная кукуруза (лат. Zea mays amyleosaccharata) не представляет промышленного интереса, а зерна кукурузы практически полностью состоят из мучнистого запасающего вещества.
Японская пестролистная кукуруза (лат. Zea mays japonica ) (анг. Striped maize) в основном используется в декоративных целях, так как имеет довольно эффектный внешний вид. Стебель прямой, малокустистый, высотой от 1 до 2 метров. Листья кукурузы довольно раскидистые, поникающие, окрашены разноцветными продольными полосками, расположенными на зеленом фоне. Цвет полос многогранен и варьируется от белого и желтого до розоватого и ярко-красного. Початки миниатюрные, зерно иногда с пурпурным или вишневым оттенком, в стадии молочной спелости обладает неплохими вкусовыми качествами. Японская кукуруза широко используется в ландшафтном дизайне в качестве декоративных «живых» изгородей.

Сорта кукурузы, названия, описание и фото.

Существует большое количество сортов кукурузы, каждый из которых имеет свою характеристику. Ниже приведены описания сортов кукурузы согласно видам злака и фотографии.

Сорта сахарной (сладкой) кукурузы.

Аурика – ранний гибрид сахарной кукурузы – от посадки до технической зрелости проходит 75-80 дней. Среднекустистое растение, в пазухах формируется сразу пара початков длиной 17-20 см, содержащих 12 рядов крупных конусовидных зерен. Вес початка кукурузы от 190 до 220 г, зерно ярко-желтое, с тонкой оболочкой и нежной консистенцией. Сорт используется для консервирования, заморозки, употребляется в вареном и свежем виде.

Краснодарский сахарный 250 – ранний сорт кукурузы – от всходов до сбора урожая требуется 85-90 дней. Початок конический, в длину 16-20 см, в диаметре 4-5,5 см. Зерна чуть сплюснутые, желтого цвета. Сорт кукурузы устойчив к гнили и пузырчатой головне, урожайность дружная, стабильная. Зерно отлично подходит для замораживания и консервации, вкусовые качества высокие.

Кубанский сахарный . Раннеспелый сорт кукурузы (от всходов до первоначальной спелости проходит 70–75 дней). Растение высокое – 1,8-2 метра, початок длиной 16-20 см, с десятью рядами желто-оранжевых зерен. Сорт высокоурожайный, используется как в свежем виде, так и для консервирования.

Божественная бумага – самая сладкая и вкусная кукуруза. Сорт достаточно редкий и уникальный. Вызревает через 90 дней после появления всходов, стебель в высоту 170-200 см, початки средней величины, цилиндрической формы. Зерна кукурузы желтого цвета с небольшими вкраплениями белых зерен. При высыхании зерна сильно сморщиваются, приобретая толщину листа картона, но после замачивания восстанавливают и форму, и превосходные вкусовые качества.

Сорта зубовидной кукурузы.

Днепровский 172 МВ . Среднеспелый гибрид кукурузы. Очень устойчивый к холоду, засушливому климату и полеганию стеблей. Высота кукурузы часто достигает 215-220 см. Зерна зубовидной формы, желтого цвета. Сорт используется в качестве корма скоту, из зерен мелят муку, изготавливают кукурузную крупу.

Краснодарский 436 МВ . Гибрид кукурузы, устойчивый к стеблевому полеганию и засухе, довольно урожайный. Початки крупные, 20 см длиной и 5-6 см в диаметре, зерно зубовидное, бледно-желтого цвета. Зерно широко применяется при производстве спирта, крупы и муки, идет на корм скоту.

Кадр 443 СВ . Гибрид кукурузы среднего срока созревания. Высота кукурузного стебля достигает 280-290 см, початок крупный – 22-25 см в длину, зерно ярко-желтое. Используется как кормовой сорт кукурузы, а также для изготовления кукурузной муки и крупы.

Сорта кремнистой кукурузы.

Cherokee Blue – раннеспелый и крайне урожайный сорт кукурузы (срок созревания 80-85 дней). Стебель высотой 1,7-1,9 м. Початок крупный, длиной 17-18 см, имеет округло-пирамидальную форму. Зерно среднего размера, необычного сиренево-шоколадного цвета. Эта кукуруза очень вкусная в вареном виде.

Mays Ornamental Congo – сорт, пришедший из Южной Америки. Позднеспелый и очень урожайный сорт кукурузы, срок созревания початков 120-130 дней. Кукурузный стебель достигает высоты 2,5 метра, на растении образуется 3-4 початка. Зерно крупное, разнообразной расцветки, с отличными вкусовыми качествами. Этот сорт кукурузы подходит для варки, а также употребляется в пищу в свежем виде, из зерен получают муку и крупу. Кукуруза также используется для корма животных.

Сорта крахмалистой (мучнистой) кукурузы.

Mays Concho – высокоурожайный ранний сорт кукурузы. Растение достигает высоты 2 метра. Початки крупные, длина варьируется от 20 до 35 см. Зерно крупное, с тонкой оболочкой, мягкое, слегка сладкое, ярко-желтого оттенка. Лучший сорт кукурузы для употребления в стадии молочной зрелости, отлично показывает себя при производстве крупы и кукурузной муки.

Thompson Prolific . Мощное растение, достигающее в высоту 2,7-3,2 метра. Початки кукурузы очень крупные, длиной 41-44 см, в одной пазухе может завязываться сразу 3-4 початка. Зерно белое, крупное, плоское. Сорт хорош после термической обработки молодых початков, используется для производства высококачественной муки.

Сорта восковидной кукурузы.

Земляничная – среднеспелый сорт кукурузы (срок созревания 80-90 дней). Стебель высотой до 180 см. Початок сравнительно тонкий, в длину до 22 см, зерно темно-красного цвета, заостренное, по форме напоминает зернышко риса. Сорт отлично подходит для получения крупы и муки, вкусный в отварном виде в период молочно-восковой спелости, используется при откорме домашней птицы и скота.

Оахаканская красная . Растение среднеспелое (срок созревания до 90 дней), стебель высотой до 200 см. Початок кукурузы длиной 17-25 см. Зерна среднего размера, по цвету ярко-красные, в составе содержат довольно много полезных веществ. Кукуруза сладкая, очень вкусная в отварном виде. Идеальный сорт для производства кукурузной крупы и муки.

Сорта лопающейся кукурузы.

Mini Striped . Высокоурожайный сорт, пришедший из Китая. Растение не слишком высокое – 1,5-1,7 метров высотой, на одном стебле формируется 3-5 початков длиной 9-12 см. Зерно имеет окраску в бело-красную полоску. Идеальный сорт кукурузы для попкорна и изготовления кукурузных хлопьев.

Красная стрела . Ранний сорт кукурузы (до технической зрелости нужно 75-80 дней), с высокой урожайностью. Стебель редко превышает высоту в 1,5 метра, на одном растении формируется 4-5 початков средней длины в 13-15 см. Зерно имеет округло-вытянутую форму и окрашено в темно-бордовый цвет. Сорт широко используют при приготовлении хлопьев и воздушной кукурузы.

Сорта полузубовидной кукурузы.

Родник 179 СВ – гибрид кукурузы, выращиваемый на силос и зерно. Стебель высокий, 2,4-2,6 метра, практически не кустится. Початки массой 120-140 г, длиной до 25 см, зерно полузубовидной формы, ярко-желтое. Гибрид устойчив к фузариозу и полеганию.

Молдавский 215 МВ – гибрид с ранними сроками созревания. Высота растения средняя, длина початка 15-17 см, зерна кукурузы полузубовидные, желтого цвета. Растение выращивается на силосную массу и на зерно.

Сорта пленчатой кукурузы.

Группа не имеет сортового разнообразия, так как не представляет никакой пищевой ценности, выращивается лишь из-за зеленой массы, идущей на силос, и низкокачественного по вкусовым параметрам зерна, используемого на корм скоту.

Сорта крахмалисто-сахарной кукурузы.

Вид не представляет промышленного интереса, поэтому сортов не имеет, а зерна кукурузы практически полностью состоят из мучнистого запасающего вещества.

Сорт японской кукурузы.

Перламутровое чудо – сорт японской кукурузы. Стебель сочный, с ярко выраженными коленцами, высотой 1-1,5 метра. Листья кукурузы поникающего типа, окрашены чередующимися зелеными, оранжевыми, светло-желтыми и красными полосками. Соцветия и початки также имеют декоративную ценность и применяются для создания изящных икебан и букетов. Молодые початки кукурузы приятны на вкус и пригодны в пищу.

Чем полезна кукуруза?

Кукуруза является ценным лекарственным растением, а ее польза сосредоточена как в листьях, так и в зернах злака. Это кладезь витаминов группы В, К, РР, С, Д и незаменимых микроэлементов: меди, никеля, магния, калия и фосфора. Научно доказано, что регулярное употребление кукурузы предотвращает развитие ряда опасных состояний: диабета, болезни сосудов и сердца, инсульта. Остроту зрения помогут сохранить желтые зерна молочной спелости, богатые каротиноидами.

Кукурузные рыльца, получившие название “кукурузный волос”, также обладают полезными свойствами, так как содержат массу полезных для организма человека веществ, витаминов и минералов:

витамины К, С;
пантотеновая кислота;
сапонины (до 3%);
стигмастерол и ситостерол;
дубильные вещества;
жирное масло (2,5%);
эфирное масло (0,12%);

Важные компоненты содержатся и в семенах кукурузы:

токоферолы;
тиамина гидрохлорид;
пиридоксин;
рибофлавин;
пантотеновая кислота;
жирное масло (до 5%);
биотин.

Листья кукурузы также богаты полезными компонентами:

сложные эфиры фенолкарбоновых кислот;
флавоноиды;
квертицин;
рутин.

Кукурузное масло, изготовленное из зародышей спелых семян кукурузы, обладает рядом целительных свойств и способствует:

регуляции обмена веществ;
улучшению работы желчевыводящих путей;
профилактике сосудистых заболеваний и нормализации холестерина;
лечению сахарного диабета.

Экстракты и настойки кукурузных рылец применяются в домашней и традиционной медицине для излечения от опасных недугов, таких как:

глаукома;
мочекаменная болезнь;
воспаление желчных протоков;
цистит;
аденома простаты.

Сырая и вареная кукуруза значительно притупляет чувство голода, поэтому включается диетологами в рацион больных ожирением, а также всех желающих похудеть.

2. Биологические особенности кукурузы.

Кукуруза – растение семейства Мятликовых. В отличии от других злаковых это растение с раздельнополыми соцветиями, но однодомные. Мужские соцветия в виде развесистой метелки находятся в верхней части стебля, а женские – в пазухах листьев в виде измененного колоса, называемого початком. В каждом растении бывает 1 – 2 развившихся початка, иногда больше. Зачаточные початки могут образовываться в пазухах всех листьев. Масса початка 100 – 300 грамм и более. В каждом початке образуется несколько сот зерен. Число рядов зерен в початке всегда четное (от 8 до 24). Снаружи початок покрыт оберткой, которая состоит из тонких видоизмененных листьев. Завязь в женских цветках сидячая, столбик пестика длинный, нитевидный, с раздвоенным рыльцем на верхушке. В момент цветения столбики выдвигаются из початков наружу, образуя светлые шелковистые нити длиной 20- 30 см, затем буреющие и опадающие.

Метелки кукурузы (мужские соцветия) несут от 750 до 1200 колосков. Одна метелка может дать 15 -20 миллионов пыльцевых зерен.

Выделяют следующие фазы роста и развития кукурузы: начало и полное появление всходов, начало и полное появление метелок, начало и полное появление початков (появление нитей), молочное, молочно-восковое состояние зерна, восковая спелость, полная спелость. Длительность межфазных периодов определяется сортовыми особенностями, погодными условиями и агротехникой.

В первый период, до образования первого надземного стеблевого узла, кукуруза растет очень медленно. Затем темпы роста растений постепенно увеличиваются, достигая максимума перед выметыванием. В это время приросты растений при благоприятных условиях составляют 10-12 сантиметров в сутки. После цветения рост их в высоту прекращается. Критические периоды в формировании высокого урожая – фаза 2– трех листьев, когда происходит дифференциация зачаточного стебля, и фаза 6-7 листьев, когда определяется размер початка. Наиболее важные фазы в развитии кукурузы следующие: 1) формирование метелки, которое происходит у скороспелых, среднеспелых и позднеспелых сортов соответственно в фазе 4 – 7-го листа, 5 – 8-го и 7 – 11-го листа; 2) формирование початка, которое происходит у указанных сортов соответственно в фазе 7– 11-го, 8 – 12-го и 11 – 16-го листа. За 10 дней до выметывания и спустя 20 дней после окончания цветения растения накапливают до 75% органической массы. Засуха, переувлажнение почвы, недостаток минерального питания в период цветения и оплодотворения ухудшают оплодотворение, снижают озерненность початков. Максимальное количество сырой массы у растений отмечается в фазе молочного состояния; сухого вещества – в конце восковой спелости.

Плод – зерновка, обычно голая, крупная. Масса 1000 семян у мелкосеменных сортов 100 – 150 г, у крупносемянных – 300 – 400 г. В зависимости от группы и сорта (гибрида) зерновки кукуруза имеет различную окраску – белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную и др. В початке в зависимости от сорта и условий выращивания образуется от 200 до 1000 зерен. В среднем хорошо озерненный початок имеет 500 -600 зерен. Зерно состоит из оболочки, эндосперма и зародыша. В эндосперме различают мучнистую и роговидную части.

Для формирования высокого урожая зерна посевы кукурузы должны сформировать на 1 га листовую поверхность около 40 -50 тыс. м 2 и более, для зеленой массы – 60 – 70 тыс. м 2 и более.

При оценке кормового достоинства кукурузы следует иметь в виду, что по мере ее развития возрастает содержание сухого вещества и протеина. Поэтому если климатические и погодные условия позволяют, то выгоднее доводить кукурузу до восковой спелости (смотреть в прилож. Табл. № 1)

Продолжительность вегетативного периода у кукурузы колеблется от 75 до 180 дней и более. Отмечена тесная зависимость между длиной вегетационного периода и числом листьев на растении (коэффициент корреляции 0,82 – 0,99), а также между длиной вегетационного периода и урожаем зерна (0,70).

Кукуруза (Ζeа mаys) имеет много форм и сотов. В дикорастущем виде не встречается. По форме, химическому составу и внутреннему строению зерновок выделяют восемь подвидов кукурузы: зубовидная, кремнистая, крахмалистая, сахарная, крахмалисто-сахарная, лопающаяся, восковидная и пленчатая.

С продолжительностью периода вегетации разных сортов кукурузы связаны высота растений, количество, длина и ширина листьев, общая листовая поверхность и урожайность. Для каждой области или района имеется возможность подобрать для возделывания наиболее подходящие сорта.

В нашем районе в выращивают в основном Зубовидную, сорта и гибриды которой относятся к позднеспелым. Также выращивают Кремнистую кукурузу. Она отличается холодостойкостью, неполегаемостью, устойчивостью к болезням и менее требовательна к условиям произрастания, имеет как исключительно позднеспелые, так и предельно скороспелые формы.

Требования к температуре. Кукуруза – теплолюбивое растение. Семена прорастают при температуре 8 – 10ºС, всходы появляются при 10 –12ºС.Чрезмерно ранний посев в холодную переувлажненную почву приводит к гибели семян и изреживанию всходов. Наиболее благоприятная температура для роста растений 25 – 30ºС, выше, чем у зерновых колосовых культур (20 – 25ºС). Максимальная температура, при которой прекращается рост, 45 – 47ºС. Пыльца кукурузы содержит около 60% воды и обладает слабой водоудерживающей способностью. При температуре выше 30 -35ºС и относительной влажностью воздуха около 30% она быстро, в течение 1 – 2 часов после растрескивания пыльников, высыхает, теряя способность прорастать. Это ведет к плохой выполненности початков.

Заморозки в 2 -3ºС повреждают всходы, а осенью листья. Кукуруза легче переносит весенние заморозки, чем осенние. Поврежденные всходы способны в течение недели отрасти. Скороспелые сорта более северного происхождения лучше переносят понижение температуры и заморозки, чем южные позднеспелые сорта и гибриды кукурузы. Осенью, убитые морозом растения можно сушить на сено или силосовать. Делать это надо сразу после заморозков, так как мерзлые растения очень быстро загнивают. Заморозок в 3ºС приводит к потере всхожести недозрелого влажного зерна.

Требования к влаге. По требовательности к водному режиму кукуруза относится к мезофитам. На образование 1 ц. сухого вещества она расходует от 174 до 406 ц. воды, то есть меньше, чем овес и ячмень. Однако при высоких урожаях растения потребляют влаги много. Кукуруза хорошо использует осадки второй половины лета и частично осени. В результате растения накапливают большую органическую массу даже в довольно засушливых районах, чему способствует также хорошее развитие корневой системы.

В начальной фазе развития среднесуточный расход воды посевом кукурузы составляет 30 – 40 м 3 с 1 га, а в период от выметывания до молочного состояния зерна – 80 – 100 м 3 с 1 га. При богарной культуре в засушливых районах она дает хорошие урожай в годы, когда за июнь – август выпадает не менее 200 мм осадков, а при хороших весенних запасах влаги в почве – не менее 100 мм с явным преобладанием их в июле, когда происходит цветение.

Кукуруза относительно хорошо переносит засуху до фазы выхода в трубку. Недостаток же влаги за 10 дней до выметания и спустя 20 дней после выметывания (критический период) резко снижает урожай. В критический период формируется пыльца и начинается формирование семян. Обильное водоснабжение растений в начале вегетации, нерегулярные или недостаточные поливы в последующий период, когда потребность растений в воде возрастает, приводят к значительному снижению урожая зерна кукурузы.

Растения кукурузы переносят временный недостаток воды в почве и пониженную относительную влажность воздуха. Однако длительное привядание листьев угнетает ростовые процессы и нарушает образование репродуктивных органов. Оптимальные условия увлажнения складываются, когда влажность в корнеобитаемом слое почвы поддерживается поливами на уровне не ниже 75 – 80% наименьшей влагоемкости. Под влиянием орошения увеличиваются активная поглощающая поверхность корневой системы, поглощение корнями воды и питательных веществ, продуктивность фотосинтеза, снижается непродуктивное дыхание, повышается оводненность и водоудерживающая способность листьев. Кукуруза плохо переносит переувлажнение почвы. Из-за недостатка кислорода в переувлажненной почве замедляется поступление в корни фосфора, в результате снижается содержание общего, органического и нуклеинового фосфора, нарушается процесс формирования, энергетические процессы в корнях и белковый обмен.

Требования к свету. Кукуруза – светолюбивое растение короткого дня. Быстрее всего зацветает при 8 – 9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12 – 14 часов вегетационный период удлиняется. Кукуруза требует интенсивного солнечного освещения, особенно в молодом возрасте. Чрезмерное загущение посевов, засоренность их приводит к снижению урожая початков.

Требования к почве. Высокие урожаи кукурузы дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах с глубоким гумусовым слоем, обеспеченных питательными веществами и влагой, с рН 5,5 – 7. Это черноземные, темно-каштановые, темно-серые суглинистые и супесчаные, а также пойменные почвы. Высокие урожаи на силос при хорошей агротехнике можно получить и на дерново-подзолистых, осушенных торфяно-болотных почвах Нечерноземной зоны. Почвы, склонные к заболачиванию, а также с повышенной кислотностью (рН ниже 5) непригодны для возделывания этой культуры.

При прорастании семян кукуруза нуждается в хорошей аэрации, так как крупные зародыши их поглощают много кислорода. Высокие урожаи обеспечиваются при содержании кислорода в почвенном воздухе не менее 18 – 20%. При содержании кислорода около 10% рост корней замедляется, а при 5% прекращается. При этом нарушается поглощение воды и элементов питания из почвы, обмен веществ в корнях и в надземной части растений.

Непригодны под кукурузу сильно заплывающие и склонные к заболачиванию. Кислые почвы использовать после предварительного известкования за год – два до посева – 5 – 10 т/га. Так же следует участок под посев кукурузы обследовать на зараженность проволочником, и при его наличии принять меры для уничтожения, при численности более 40 – 50 личинок на 1 м 2 сеять нельзя.

Требования к питанию. Кукуруза требовательна к элементам питания.

Калий. Калий обеспечивает водоудерживающую способность коллоидов клеток, улучшает обмен веществ, повышает жизнеспособность растений. Он стимулирует фотосинтез, усиливает поступление воды в клетки, повышает осмотическое давление и тургор, уменьшает транспирацию, снижает коэффициент водопотребления. При недостатке его замедляется рост, растения приобретают темно-зеленую окраску, затем верхушки и края их желтеют и засыхают. При калийном голодании корневая система слабо развивается, у растений снижается устойчивость к полеганию.

В начале вегетации кукуруза интенсивно поглощает калий, его содержание в проростках повышается в сравнении с содержанием в зерне в 8 – 10 раз. Энергичное поглощение калия достигает максимума за 10 – 12 суток до выметывания метелки, а потом очень быстро уменьшается. После окончания цветения поступление калия в растение почти прекращается

Азот. Недостаточное количество азота в почве отрицательно сказывается на развитии корневой системы, в результате уменьшается поступление других элементов питания в растение, ухудшается работа ассимиляционного аппарата. Нарушение жизненных процессов вследствие азотного голодания вызывает пожелтение листьев, преждевременное их отмирание, что отрицательно влияет на продуктивность растений и качество зерна.

В начале вегетации кукуруза потребляет азот достаточно интенсивно, почти так же, как и калий. На единицу сухого вещества растения содержат в 2 – 3 раза больше азота в фазе 5 – 7 листьев, чем в фазе молочной и молочно-восковой спелости.

Фосфор. Фосфор необходим в течение всей вегетации и поступает в растение до полного созревания зерна. Потребность в нем ощущается с первых этапов жизни растения. Под его влиянием сокращается период роста листьев, ускоряется проникновение корней в нижние слои почвы, что особо важно при возделывании кукурузы в районах недостаточного и неустойчивого увлажнения. Недостаток фосфора в почве задерживает рост и развитие цветков и зерен в початках кукурузы. При недостатке фосфора листья становятся темно-зелеными с фиолетово-красным или лиловым оттенком и постепенно отмирают. Фосфор потребляется более равномерно, чем азот, особенно в период от появления всходов до начала цветения, после чего его поступление в растение продолжается почти до конца вегетации.

У кукурузы следующие наблюдаемые фазы развития:

1. прорастание семян

2. всходы;

3. 3-й лист;

4. появление очередных (нечетных) листьев;

5. выметывание метелки;

6. цветение метелки;

7. цветение початка (появление нитевидных столбиков из обертки початка);

8. молочная спелость;

9. восковая спелость;

10. полная спелость.

Признаки фаз.

Прорастание семян. Признаком начавшегося прорастания является заметное выдвижение (2-3 мм) зародышевого корешка из зерновки кукурузы. Наблюдения за прорастанием семян следует начать не позже чем через 3 дня после посева и продолжать при каждом очередном обходе участка.

Для определения прорастания осторожно раскапывают по пять гнезд в четырех местах участка. В каждом гнезде осматривают по одному зерну. Зерна, имеющие повреждения, не учитывают. После осмотра зерна тщательно заделывают в гнезда на ту же глубину.

Фазу прорастания отмечают, когда ее признаки будут зарегистрированы не менее чем у 5 из 20 просмотренных на участке зерен.

Всходы. Начало наступления фазы («а») отмечают при развертывании первого листочка у единичных растений в гнездах разных мест участка. Массовое наступление фазы («б») отмечают при появлении всходов в большинстве гнезд.

Появление очередных листьев. Количество листьев, образующихся у кукурузы, является показателем скороспелости сорта. Наиболее раннеспелые сорта и гибриды образуют 10-11 листьев, позднеспелые - до 20 и более.

Начиная с 3-го листа, отмечают появление каждого следующего нечетного листа: 5, 7, 9-го и т. д. Наблюдения за образованием листьев продолжают до выметывания метелки.

Признаком наступления фазы соответствующего листа (3, 5, 7, 9-го и т. д.) является появление развернутой верхушки его листовой пластинки из влагалища предыдущего листа. Количество растений, вступивших в данную фазу, отмечают как обычно. Первые (нижние) листья кукурузы быстро отмирают и опадают; Чтобы иметь возможность учитывать их при определении общего количества образовавшихся листьев, необходимо отмечать по мере появления каждый 5-й лист. Отметку делают следующим образом. Листовую пластинку развитого 5-го листа прокалывают около жилки и в прокол вводят цветную нитку, концы которой завязывают так, чтобы образовавшаяся петля не перерезала листовую пластинку. Так же отмечают 11-й лист. Иногда отметку листа делают белой масляной краской, проводя поперек листа полоску шириной 10-15 мм или нанося отметку каплями краски. Можно на листе карандашом аккуратно написать номер (римскими цифрами), подложив под лист твердый предмет. Раздавленные клетки листа быстро светлеют, и цифры четко видны. После такой пометки листьев подсчет производят, начиная с последнего отмеченного листа.

При наблюдениях в период листообразования следует учитывать возможность повреждения кукурузы скрытостебельными вредителями (личинками шведской мухи и др.), которые повреждают конус нарастания и еще не вышедшие листья, покрывающие конус. В случаях появления повреждений для дальнейшего проведения наблюдений, поврежденные растения следует заменить здоровыми, типичными по высоте и облиственности. При замене растений делают соответствующие отметки в примечании таблицы 108 книжки КСХ-1м.

Выметывание метелки завершает период листообразования кукурузы. Признаком выметывания является появление верхней части метелки из влагалища последнего листа. При неблагоприятных условиях, предшествующих выметыванию (засуха, очень высокая или низкая температура), рост верхних, еще не вышедших листьев и соответствующих им междоузлий стебля происходит замедленно. Вследствие этого верхушка метелки выдвигается из влагалища раньше, чем верхушка последнего листа.

В таких случаях листья, появившиеся после выметывания, отмечают в примечании таблицы 108 книжки КСХ-1м.

Цветение метелки отмечают по появлению пыльников на главной ветви метелки.

Цветение початка отмечают по появлению из обертки початка нитевидных столбиков, несущих рыльце. В зависимости от агрометеорологических условий продолжительность периода от выметывания метелки до появления нитей может колебаться от 1 до 10 дней и более.

Если на главном стебле образовалось 2-3 початка, фазу цветения отмечают по тому початку, на котором нити появились раньше, чем на других. Этот початок помечают обвязкой и в дальнейшем по нему проводят наблюдения за наступлением фазы молочной спелости.

Молочная спелость характеризуется следующими признаками. Нитевидные столбики побурели и подсохли, но обертка початка сохраняет зеленую окраску. Зерно в средней части початка имеет белый цвет (у желтозерных - светло-желтый). При раздавливании зерна выделяется белая жидкость, по консистенции и цвету похожая на молоко. После подсыхания капель жидкости остается беловатый налет.

Для своевременной отметки фазы молочной спелости после побурения нитей при каждом обходе наблюдательного участка производят осмотр початков на 40 наблюдаемых растениях.

У выбранного для определения фазы молочной спелости початка обертку надрезают с северной стороны, как указано на рисунке 17 (длина продольного надреза 5-7 см, поперечного 3-4 см). Затем обертку слегка развертывают и из средней части початка из двух смежных рядков вынимают два зерна; всего на наблюдательном участке признаки молочной спелости просматривают у 80 зерен. При каждом последующем определении зерна берут из тех же рядков средней части початка, несколько далее от зерен, вынутых при предыдущем определении. После каждого определения разрез закрывают листьями обертки.

Восковая спелость характеризуется восковой консистенцией зерна и приобретением цвета, свойственного данному сорту. Зерно легко разрезается ножом, но выделения жидкости из зерна не происходит. Обертка початка при восковой спелости теряет зеленую окраску и подсыхает.

Наступление фазы восковой спелости определяют также по зернам средней части початков, выделенных для наблюдений за молочной спелостью.

Полную спелость определяют по затвердению зерна в средней части початка. При нажиме ногтем на зерно бороздка не появляется. При нажиме ножом зерно раскалывается. Наблюдения проводят так же, как и за фазами молочной и восковой спелости.

Кукуруза (Zeamais L. , число хромосом 2n = 20) ботанически относится к семейству мятликовых (Poaceae или Graminea ), подсемейству Andropogonodeae , трибусу Maydeae (Zeeae) , роду Zea . Внутри вида раньше различали следующие разновидности, например

Но сегодня такое систематическое подразделение считается необоснованным ни генетически, ни морфологически.

Мочковатая корневая система распространяется в диаметре около 1 м вокруг стебля, причем часть се развивается близко к поверхности почвы, другая проникает на глубину 2,5-3 м. Полностью развитая по площади питания мочковатая корневая система формируется только в фазе 6-8 листьев, максимальной глубины корни достигают только в стадии выметывания. Неглубокое распределение корней в почве создает большую опасность их повреждения при работе пропашных агрегатов. Корневая система развивается у молодых растений медленно, поэтому растения кукурузы поздно используют полное земляное пространство, как вглубь, так и в междурядьях (рис. 2), чем объясняется трудное усвоение питательных веществ, особенно фосфора, молодыми растениями, что следует учесть при удобрении кукурузы. Длина стеблей растений кукурузы колеблется от 0,5 до 1 м, а их диаметр от 1 до 5 см. Части стебля кукурузы показаны на рисунке 3. Количество узлов на стебле бывает различное. На основании междоузлий вырастают початки, из которых у современных гибридов, как правило, только один достигает полного развития. Под землей могут отрастать боковые или пазушные побеги, образование которых у современных гибридов при нормальных условиях развития подавляется. Одностебельность и относительно медленный рост в начале развития являются причинами того, что ряды кукурузных посевов поздно смыкаются: только к фазе 5-6 листьев и при высоте растений около 60 см. Сердцевина стебля, в которой находятся сосудистые пучки, содержит до образования зерен 8-12% сахара.

Листья кукурузы состоят из листовой пластинки, листового влагалища и лигулы (листового язычка). Количество листьев колеблется в зависимости от группы спелости гибрида. Их бывает от 6-8 у раннеспелых до 48 у позднеспелых сортов. Как правило, насчитывается 8-16 листьев. От положения листьев на растении зависит взаимное затемнение и интенсивность фотосинтеза. Так как початок снабжается, прежде всего, ассимилятами от листа, которые находятся непосредственно под ним, очень важно, чтобы происходила полная инсоляция его поверхности. В этих целях селекционерами созданы «гелиотропные» формы кукурузы (рис. 4).

Растение кукурузы однодомно, но раздельнополо, т.е. перекрестноопыляющиеся мужские и женские соцветия находятся на одном и том же растении. Мужские двухцветковые колоски образуют на верхушке стебля соцветие типа метелки, а женские колоски с двумя цветками, из которых один редуцирован и не фертилен, образуют початки. В метелках образуется 4-10 млн зерен пыльцы (рис. 5).

Из завязи каждого женского цветка выходит длинная (40-50 см) нить рыльца, которая всей своей поверхностью принимает пыльцу. Нити рыльца всех цветков (300-1000) образуют кисть, которая во время цветения выходит из оберток. Опыление проводится ветром. Так как пыльца растения обычно выпускается на 2-4 дня раньше (протантическое цветение), чем появляются кисти нитей рыльца, происходит, как правило перекрестное опыление (95%). Оплодотворение у кукурузы двойное. Длительность выделения пыльцы у отдельного растения 5-7 дней, а отдельное зерно пыльцы живет около 2 дней. На поле период выпускания пыльцы продолжается около двух недель, т.к. не все растения находятся в одной и той же фазе развития.

Оплодотворение происходит после того, как пыльца проросла на нитях рыльца, а пыльцевая трубка достигла завязи. При делении клеток через 4-10 часов образуется зародыш и эндосперм, начинается образование и рост зерен. С началом оплодотворения нити рыльца принимают бурую окраску и отмирают. Успех оплодотворения и образование полноценных початков зависит от следующих факторов:

качество пыльцы, т.е. ее способность к оплодотворению,
качество яйцеклетки и нитей рыльца, т.е. емкость оплодотворения,
внешние условия, прежде всего температура и влажность воздуха.

Так как зрелая пыльца кукурузы в противоположность другим не в состоянии образовывать протеины, защищающие ее от высоких температур (так называемые HSP/Heat Shock Proteins - протеины), высокая температура и низкая относительная влажность воздуха в период цветения отрицательно влияют на оплодотворение.

Отрицательное воздействие высоких температур на оплодотворение наблюдается в период до 24 часов после выпускания пыльцы. Это воздействие тем выше, чем ниже относительная влажность воздуха. Температуры выше 40°С губительно действуют на пыльцу. Взаимосвязь между оплодотворением, температурой и относительной влажностью воздуха показана на рисунке 6.

Рис. №6. Зависимость успеха оплодотворения у кукурузы от температуры и относительной влажности воздуха

Нарушение нормального развития яйцеклетки происходит в первую очередь из-за недостатка влаги и питательных веществ, прежде всего ассимилятов. Чем гуще посевы, тем сильнее действуют стрессовые факторы. В таких условиях обычно в верхней части початка не образуются зерна.

При образовании и росте зерен различают четыре фазы.
1. Латентная или lag-фаза. В эту фазу все оплодотворенные яйцеклетки представляют зерна, в которых еще не накопился крахмал. Эта фаза, когда образуются зародыш и эндосперм, длится около 20 дней. В этот период образуются не только все части зародыша, но и, вследствие интенсивного клеточного деления, гранулы в эндосперме, накапливающие крахмал. Количество гранул, в которых накапливаются запасные вещества, в большой мере зависит от температуры в латентной фазе: если они ниже 15°С, то количество гранул на 70% меньше, чем при оптимальных температурах (25-30°С). Имеются генетически обусловленные различия в длительности латентной фазы. Чем короче эта фаза, тем продолжительнее фаза налива зерна.

I и II - продольные разрезы зерна зубовидной кукурузы (а-семенная оболочка, перикарп, б - алейроновый слои, в - мучнистое тело, эндосперм, г - шитовка, д - влагалище зародыша, колеоптиль, е - закладка зародышевого стебля и листьев, ж - закладка зародышевого корня, з - влагалище зародышевого корня, колеориза, и - слой отрывания);
III - разрез через мучнистое тело и оболочку (а - семенная оболочка, перикарп, б - алейроновый слой в - краевые, г - внутренние клетки эндосперма);
IV - формы зерен кукурузы (а - мелкосеменная; б - кремнистая, в - кремнисто-зубовидная, г - зубовидная, д - крахмалистая, е - восковая, ж - сахарная, з - крахмалисто-сахарная);
1 - крахмал мучнистой консистенции, 2 - крахмал роковидной консистенции, 3 - эритродекстрин, 4 - амилодекстрин.

2. Фаза эксиотенциального роста или log-фаза. Продолжительность этой фазы очень небольшая, обычно 2-4 дня. Зерна переходят в фазу налива. В этой фазе наблюдаются физиологические различия между зернами в основании початка и в его верхней части. Некоторые авторы не выделяют эту фазу из фазы налива.

3. Фаза налива зерен. В этой фазе происходит, в зависимости от агроклиматических условий, более или менее быстрое накопление крахмала в гранулах эндосперма. Налив обычно заканчивается, когда накоплено около 90% сухой массы от массы зрелого зерна. Эта фаза может продолжаться от 40 до 50 дней.

4. Фаза сушки и созревания. В этой фазе зерно теряет влагу. При достижении 40%-ной влажности зерна, обычно, на месте его крепления к стержню початка появляется «черная точка» (black layer). Она показывает что налив питательных веществ закончен, зерно достигло физиологическом спелости. Масса тысячи зерен (МТЗ) уже не растет. Отдача влаги до фазы физиологической спелости является активным физиологическим процессом и требует энергии материнского растения. Дальнейшая отдача влаги происходит пассивно и не требует энергии от растения.

При прохладных осенних условиях активная отдача влаги способствует созреванию зерна и доля сухой массы при физиологическом созревании становится выше. При теплых осенних условиях преобладает пассивная отдача влаги. Имеются данные, показывающие, что у гибридов с повышенной устойчивостью к низким температурам или с низким порогом температуры роста активная отдача влаги более выражена.

Зерна находятся на початках в попарно расположенных рядах по 25-30 на стержне и образуют вместе початок, который окутывается обертками. Диаметр стержня и его доля в сухой массе початка сильно колеблются в зависимости от сорта. Спелое зерно кукурузы состоит из трех основных частей: семенной кожуры - перикарпа (≈6%), эндосперма (≈84%) и зародыша (≈10%). По форме зерна различаются следующие группы: зубовидная (dent), кремнистая (flint), мелкосеменная (pop), сахарная (sweet), крахмалистая (flour), восковидная (waxy) и пленчатая (pod). Современные сорта кукурузы - это преимущественно гибриды зубовидной и кремнистой форм. Кремнистые формы во всем мире имеют основное значение. Форма зерна зависит в основном от состояния энедосперма, т.е. распределения роговидной и мучнистой консистенции (рис. 7). Размер зерен колеблется по формам, от 2,8 мм у мелкосеменной кукурузы до 25 мм у крахмалистой. Соответственно отличается и масса тысячи зерен (от 50 до 1200 г).

Кукуруза проходит разные стадии роста и развития (рис. 8), причем можно различать, как у всех зерновых, системный рост, в процессе которого закладываются, дифференцируются и редуцируются органы урожайности, и рост продукта, в процессе которого производятся и накапливаются запасные вещества, т.е. продукты уборки.

Характеристика отдельных стадий роста и развития растений дана в приложении 1. После оплодотворения рост растений кукурузы заключается, в основном, в накоплении сухой массы (СМ) в зернах (рис. 10). Только на стадиях молочной и восковой спелости (73-85 ВВСН) образуется до 85% СМ зерна. Максимальное содержание СМ всего растения 30-35% (оптимальный момент уборки кукурузы на силос). Оно снижается к моменту полной спелости до 15-20%. Максимальная урожайность зерна достигается при содержании в нем 60-64% СМ (физиологическая спелость). В этой стадии образуется черный слой (black layer) на месте прикрепления зерна к стержню.

Рис. №8. Рост и развитие растений кукурузы и рост содержания сухой массы

Так как растение кукурузы в целом и отдельные компоненты урожайности в ходе роста и развития подвергаются многочисленным влияниям конкуренции внутри и между растениями и отрицательных факторов окружающей среды то реализуется только более или менее небольшая часть от исходной потенциальной урожайности. Размер снижения колеблется в зависимости от местности, года и сорта, а также от агротехнических мероприятии. В таблице 1 приводится примерный расчет сокращения урожайности в ходе развития кукурузы.

Рис. №9. Образование СМ в целом растении кукурузы и его органах

При неблагоприятных внешних условиях (температурный, водный, световой или питательный стресс) сокращается число и масса зерен начиная с верхушки початка.

Для получения высокого урожая важно достигать также типичного для каждого сорта соотношения между зерном и соломой: индекс урожая. Индекс урожая у кукурузы на силос достигает 1, в то время как у кукурузы на зерно он колеблется в пределах от 0,38 до 0,42.

Кукуруза очень продуктивное растение. Она за короткое время производит больше органической массы, чем другие культурные растения (табл. 2). Коэффициент размножения у кукурузы в 10 раз выше, чем у других зерновых. Из одного семенного зерна вырастает 400-600 зерен, у других же зерновых только 40-50 зерен.

Таблица №1
Образование урожая в стеблестое кукурузы. Примерные расчеты

Фазы развития	Развитие компонентов урожайности зерен	Потенциал урожайности и урожайность зерна, ц/га
Закладка стеблестоя
Посев	Густота посева, число всхожих семян/м²	10
Всходы	Полевая всхожесть, %	100
Всходы	Густота стояния, число растений/м²	10
Системный рост
Закладка и дифференцирован ие органов урожайности до выхода в трубку	Число боковых почек, которые потенциально могут образовывать початки	3
	Закладка зерен в доминирующей закладке початка	450
	в закладке початка второго порядка	400
	в закладке початка 3-го порядка	350
	Закладка зерен/растение	1200
	Число потенц. зерен/м²	12000
	Потенц. масса 1000 зерен, г	250
		300
	Потенц. урожайность зерен/га, ц	300
Сокращение и стабилизация органов урожайности от начала выхода в трубку до цветения	Сокращение числа початков на растение, которое в состоянии давать урожай, шт.	1
	Потенц. число зерен, м²	4500
	Потенц. масса 1000 зерен, г	250
	Потенц. урожайность зерен/растение, г	112,5
	Потенц. урожайность зерен/га. ц	112,5
	Сокращение числа зерен в початке до, %	85
	Потенц. урожайность/га, ц	95,6
Рост продукта
Производство и налив запасных веществ после цветения до полной спелости	Неполный налив зерен Масса 1000 зерен, г	235
	Образованный урожай, растение, г	89,9
	Образованный урожай/га, ц	89,9
Потери зерна при уборке и до нее	Потери зерна в результате облома початков до уборки и во время нее, %	3
	Потери зерна/га, ц	2,7
	Убранный урожай/га, ц	87,2

Высокая продуктивность кукурузы обусловлена тем, что ассимиляция углекислого газа происходит, как и у других тропических растений по очень эффективному циклу С-4 (рис. 10). Фотосинтетическая производительность (нетто-ассимиляция углекислого газа) на единицу листовой поверхности и на единицу времени в 2-3 раза выше, чем у сельскохозяйственных культур из умеренной климатической зоны, у которых ассимиляция углекислого газа проходит по циклу С-3.

Рис. №10. Схема ассимиляции углекислого газа в хлоропластах растений кукурузы (цикл С-4)

Венцевидное положение клеток, содержащих хлорофилл, вокруг сосудистых пучков (рис. 11) позволяет растениям кукурузы и при уменьшенной транспирации, когда листья закрывают устьица, продолжать ассимиляцию за счет углекислого газа, выделяемого при световом дыхании. Погодные условия сильно влияют на интенсивность фотосинтеза кукурузы. Например, если пшеница и кукуруза при температуре 15°С имеют примерно одинаковую производительность ассимиляции, то при 30°С и сильной инсоляции у кукурузы она в 4 раза выше, чем у пшеницы. При температуре ниже 12°С интенсивность фотосинтеза у кукурузы сильно снижается.

Рис. №11. Схема строения листа растения с ассимиляцией СO 2 по двум типам

Таблица №2
Урожай СМ за вегетационный период при выращивании кукурузы на силос
(многолетний деляночный опыт на исследовательской станции Деделов на северо-востоке Германии, супесчаная почва, бонитет почвы 42, предшественник озимая пшеница)

Год	Дата посева, апрель	Дата уборки, сентябрь	Вегетационный период, суток	ц СМ/га	кг СМ/сутки
1985	19	20	154	138	90
1986	27	22	148	140	95
1987	21	22	154	136	88
1988	19	8	142	139	98
1989	17	11	147	100	68
1990	19	11	145	133	92
1991	19	18	152	144	95
1992	21	15	147	117	80
1993	22	15	146	188	129
1994	18	14	151	102	68
1995	24	7	136	174	128
1996	23	19	149	175	117
1997	21	8	140	198	141
среднее	21	13	146	145	99

Другой положительный признак кукурузы в качестве растения типа С4 это ее очень низкий коэффициент транспирации (табл. 3).

Кукуруза относится к светолюбивым растениям. Интенсивность ассимиляции СО 2 , в большой степени зависит от интенсивности освещения. Затемнение листьев снижает ее. Поэтому положение листьев на растении и площадь питания имеют большое значение. Оптимальный индекс листовой поверхности (листовая поверхность/площадь почвы) для кукурузы на силос составляет 3,0-6,0, для кукурузы на зерно 3,0-4,0.

Кукуруза-растение короткого дня, она быстрее всего переходит в генеративную фазу развития при продолжительности светового дня в 8-9 часов. При продолжительности светового дня свыше 12-14 часов вегетативная фаза и весь вегетационный период удлиняются. Поэтому гибриды для северных регионов выращивание кукурузы должны быть генетически приспособлены к условиям длинного дня.

Один и тот же сорт образует в северных районах большее число междоузлий и листьев, чем в южных.

Кукуруза, будучи древней культурой, принадлежит к числу наиболее окультуренных растений, не имеющих диких форм в природе.

Родина этой культуры - Мексика - имеет жаркий и влажный климат.

Благоприятное сочетание условий происхождения и длительной культуры явилось основой образования разнообразных типов и сортов, резко отличающихся между собой по биологическим и хозяйственно ценным признакам и приспособленных к различным условиям произрастания.

Между тем в нашей стране - это довольно культура, насчитывающая около столетия с начала массовых ее посевов.

Кукуруза относится к семейству злаковых, подсемейству просовидных. От большинства растений семейства злаковых она отличается мощным ростом, толстым стеблем и широкими длинными листьями.

Стебель растения прямой, мясистый, состоит из отдельных междоузлий. Высота от 45см до 9 метров. В период, формирования мужских и женских соцветий суточный прирост растений достигает 15 сантиметров. Листья - широколентовидные, сверху опушенные. Расположены они поочередно - каждому надземному междоузлию соответствует один лист. По количеству листьев на главном стебле различают сорта кукурузы: высокоскороспелые сорта имеют 8-11 листьев, скороспелые украинские сорта - 14-18, позднеспелые сорта - 23-25 листьев. Многие сорта кукурузы кустятся и во влажные годы из первых надземных узлов образуют пасынки.

Корень мочковатый, мощно разветвленный, с густой сетью мельчайших корешков. В первые 2-3 недели жизни образуются первичные корни - первый ярус корневой системы.

Затем формируется второй ярус корней, которые проникают в глубину почвы. При дальнейшем развитии кукуруза образует третий ярус корней, которые вначале отходят в сторону на 30-35 см, а затем глубоко проникают в почву (до 2,5 м). В основном же корневая система у кукурузы расположена на глубине 30-60 сантиметров. Кукуруза хорошо удается во всех зонах при правильном выборе сроков посева.

Семена начинают прорастать при температуре почвы около 10°. Оптимальная же температура, при которой растение хорошо развивается, находится в пределах 19-26° тепла. Недостаток тепла во все фазы роста и особенно во время формирования урожая зерна снижает продуктивность растений. Небольшие весенние заморозки (2-3°) не наносят ущерба всходам кукурузы, в то время как осенью они губят растения.

Кукуруза - светолюбивое растение короткого светового дня и хорошо формирует плодоносящие органы при создании растениям нормальных условий освещения.

В зависимости от сорта вегетационный период у кукурузы составляет 90-150 дней. В средней полосе районированные сорта способны достигнуть фазы молочно-восковой спелости за 80-85 дней и полной спелости за 110-115 дней.

На образование единицы сухого вещества растение расходует воды примерно 270 единиц, почти вдвое меньше зерновых культур.

В отличие от пшеницы, овса, ячменя она хорошо переносит недостатки влаги в первой половине вегетации, но расходует много воды в период формирования соцветий. К фазе образования султанов и початков кукуруза накапливает до 80% органического вещества.

Ботаническое описание.

Кукуруза - однолетнее растение из семейства мятликовых. Растет только в культурном виде.

Зерно прорастает одним корешком. Всходы светло-зеленые, крупные. Корневая система мочковатая, мощная, сильно разветвленная. Основную массу ее составляют узловые корни, располагающиеся ярусами на глубине от 30-60 см до 150-250 см. С их помощью растение использует влагу и питательные вещества из нижележащих слоев.

В фазе трех-четырех листьев начинает образовываться их первый ярус, в фазе пяти-шести - второй ярус, семи-восьми - третий и так далее. Одновременно с появлением каждой пары листьев появляется новый ярус узловых корней. У раннеспелых гибридов их бывает пять-семь, среднеспелых - семь-восемь, у позднеспелых - девять-десять.

На черноземных почвах узловые корни достигают глубины 2-4 метра и распространяются в стороны до 150 см. Степень развития корневой системы зависит от гибрида (сорта), почвенно-климатических условий, влажности, применения удобрений, обработки почвы, агротехнического возделывания и других условий. Развитие корневой системы во многом обуславливает уровень урожая.

Из нижних наземных узлов часто образуются воздушные корни, которые играют роль опоры. Формирование этих корней часто начинаются при появлении самых верхних листьев или при выбрасывании метелки.

Стебель кукурузы прямой, заполненный сердцевиной, достигает в высоту чаще всего 200-270 см., иногда от 80-90 см до 5-6 м. Нередко образуются боковые побеги (пасынки) из 2-3 надземных узлов стебля. Число междоузлий от 8-10 до 20-25. По окончании цветения метелки рост стебля в высоту прекращается.

Листья в количестве от 8 до 30 на одном растении, имеют широкие пластинки, реснитчатые по краям, с коротким прозрачным язычком. Чем более позднеспелый гибрид (сорт), тем большее количество листьев образуется на стебле. Усики чаще всего отсутствуют. Число надземных узлов стебля равно числу листьев.

Число листьев главного стебля - хороший показатель скороспелости или позднеспелости того или иного гибрида кукурузы. Скороспелые, вызревающие на зерно, имеют 9-11 листьев, самые позднеспелые, которые у нас не вызревают, - 25 и более листьев. На основании этого показателя можно предварительно установить, в каких районах можно возделывать тот или иной сорт или гибрид на зерно.

Кукуруза - однодомное, раздельнополое растение, с соцветиями двух родов. Одни соцветия - мужские в виде метелки - расположены на верхушке стебля с мужскими цветками, другие - женские в виде многорядного початка, состоящего из женских цветков.

Початки - это видоизмененные соцветия, располагаются в пазухах листьев (за исключением самых верхних). Фазы цветения и плодоношения достигают обычно 1-3 початков. Из них наиболее развитым бывает верхний. Початок укрыт листовыми обертками, которые состоят из нескольких слоев видоизмененных листьев, у которых развиты только влагалища, а листовые пластинки редуцировании или отсутствуют. Он имеет толстый стержень, заполненный сердцевиной. В ячейках стержня вертикальными рядами располагаются колоски с женскими цветками (от 200 до 800-900). Женские колоски двухцветковые, но развивают обычно только по одному плодному цветку.

На початке обычно четное число продольных рядов цветков, а затем зерен (8-16, чаще 12-14). У отдельных гибридов бывает до 30 рядов зерен. В початке от 500-1000 зерен. Количество рядов и семян отличается по гибридам. Нижние початки зацветают позже и по размерам уступают верхним.

Мужское соцветие - метелка находится на верхушке стебля и продуцирует до 20-30 млн. пыльцевых зерен. Метелка зацветает через 35 дней после выхода ее из пазухи верхнего листа. Тычинок три. Цветение начинается со средней части главной оси и распространяется вверх и книзу. Каждая веточка также зацветает со своей середины. Метелка начинает цвести на 2-3 дня раньше початка.

Кукуруза - растение ветроопыляемое, с резко выраженной избирательностью при оплодотворении. Наибольший эффект получается при опылении смесью пыльцы разных зерен растений кукурузы.

Наиболее благоприятная для опыления теплая, влажная, с легким ветерком погода. При дождливой погоде пыльца смывается. В засушливых условиях разрыв между цветением метелки и початка нередко составляет 6-7 дней и более. При этом нарушается оплодотворение, наблюдается череззерница, снижается урожай. Возможны случаи зацветания початков по окончании цветения мужских соцветий. В результате совсем не образуется зерна.

Большое значение имеет толщина початков и их стержней. Початки, имеющие 8-14 зерен и тонкие стержни, быстрее созревают и высыхают, чем 18-24 рядные початки.

Время от появления всходов до цветения зависит от гибрида, температуры, света, условий питания растений. Этот период может составлять 50-60 дней.

Зерновка представляет собой односемянной плод. В зависимости от группы и гибрида зерновки имеют различную окраску: белую, кремовую, желтую, оранжевую, красную. Это сортовой признак. Однако у отдельных гибридов могут встречаться все оттенки указанных цветов вплоть до черного.

Зерна располагаются в початках вертикальными рядами. Число этих рядов составляет 8-24 (чаще 10-16). Зародыш достигает 10-12% веса зерна. В нем 30-35% жира. Консистенция и окраска зерна может быть разнообразной. Это зависит от цвета оболочки, алейронового слоя и эндосперма. Форма зерна помимо сортовых особенностей, обуславливается также плотностью расположения рядов.

Выход зерна колеблется от 70 до 88% веса початка, в зависимости от сорта и условий произрастания. Масса 1000 зерен у мелкосемянных гибридов - 100-150 г, крупносемянных - 300-400 г. Эндосперм зерна состоит из частей разного строения и химического состава. В нем различают мучнистый и роговидный слой. В мучнистом слое преобладает крахмал, в роговидном - много белковых веществ.

Соотношение частей урожая кукурузы в сухой надземной массе примерно такое: листья - 30%, стебли - 25%, стержни - 10%, зерно - 35% от веса всего растения.

Кукуруза классифицируется по пленчатости, внешнему и внутреннему строению зерна делится на 8 подвидов (или групп):

Кукуруза лопающаяся. Зерно мелкое или с заостренной верхушкой, богато белками (10-14,5%). Эндосперм почти сплошь стекловидный. Содержание крахмала в зерне составляет - 62-72%.

Кукуруза крахмалистая. Зерно гладкое, округлое. Эндосперм зерновки мучнистый, рыхлый. Крахмала содержится 71-83%, белка - 7-12%. Эндосперм плохо защищен тонким роговидным слоем, легко впитывает влагу и быстро поражается болезнями и вредителями.

Кукуруза зубовидная. Зерно крупное, сплющенное, на верхушке образует вмятину. Роговидный эндосперм развит только на боковых сторонах зерна. Содержание крахмала - 68-76%, белков - 8-14%. Зубовидная кукуруза представлена более поздними формами. Имеет широкое распространение в культуре. Растение мощное, с грубыми стеблями, дающими мало пасынков. Початки крупные удлиненные.

Кукуруза кремнистая. Зерно округлое. Эндосперм стекловидный, лишь в центральной части мучнистый. Содержание крахмала 65-83%, белков 8-15%. Широко распространена в культуре. К этому подвиду относятся много скороспелых сортов с мелкими початками и мелким зерном. Стебли образуют много боковых побегов (пасынков).

Кукуруза сахарная. Зерно морщинистое, почти полностью заполненное прозрачным роговидным эндоспермом. Содержит много декстрина и протеина. Содержание крахмала около 30%, сахара и полисахаридов до 30%, белка - около 13%, жира - 8%.Чаще к этому подвиду относят овощные скороспелые сорта. Используются они в консервном производстве. Растение характеризуются многостебельностью.

Кукуруза восковидная. Эндосперм восковидный. Наружная часть его по твердости не уступает эндосперму лопающейся кукурузы. Считают, что восковидная кукуруза происходит из восточной Азии.

Кукуруза крахмалисто-сахарная. Нижняя часть зерна имеет мучнистый эндосперм, а верхняя, как у сахарной кукурузы, с характерной мощностью. Распространена в Южной Америке.

Кукуруза пленчатая. Колосковые чешуи в зрелом початке сильно развиты, зерно целиком заключено в них. Иногда имеются даже ости. Это редкий вид нигде не возделывается

Внутри каждого подвида различают разновидности, выделяемые по окраске зерна и стержня початка.

Фазы роста и развития кукурузы.

У кукурузы выделяют следующие фазы роста и развития, длительность которых зависит от сортовых особенностей, погодных условий и агротехники:

1. начало и полное появление всходов. В этот период медленно развивается надземная масса, но усиленно развивается корневая система, потребление питательных веществ невысокое, сказывается стрессовое воздействие гербицидов на молодое растение.

Критические периоды в формировании высокого урожая - фаза 2-3 листьев, когда происходит дифференциация зачаточного стебля, и фаза 6-7 листьев, когда определяется размер початка.

2. начало и полное появление метелок. Период интенсивного роста. В этот период при благоприятных условиях прирост надземной массы может составлять 10-12 см в сутки. Формирование метелки происходит у раннеспелых в фазу 4-7 листьев, среднеспелых - 5-8 и среднепоздних - 7-11 листьев.
3. начало и полное цветение початков (появление нитей). Формирование початка происходит у раннеспелых в фазу 7-11, среднеспелых - 8-12 и среднепоздних - 11-16 листьев. Засуха, переувлажнение почвы, недостаток минерального питания в период цветения ухудшают оплодотворение, снижают озернённость початков, тем самым определяют будущий урожай.

После цветения рост кукурузы в высоту прекращается.

4. молочное состояние зерна. В этот период отмечается максимальное количество биомассы у растений - растения накапливают до 75% органической массы.
5. молочно-восковое состояние зерна.
6. восковая спелость. В конце восковой спелости отмечается максимальное количество сухого вещества.
7. полная спелость.

Требования к теплу

Кукуруза очень требовательна к теплу. Биологический минимум для прорастания семян кукурузы 8-10°С. В фазе всходов, а также во время образования и роста вегетативных органов растения этот показатель составляет 10-12°С. При образовании генеративных органов, цветении и созревании биологический минимум составляет 12-15°С. Оптимальные температурные условия по всем периодам вегетации на 5-10°С выше указанных, причем по мере развития растения оптимальные температурные значения возрастают.

Дневная температура 22-25°С и ночная 18°С наиболее благоприятна для выращивания кукурузы. При температуре выше 25-30°С в период цветения метелок и появления нитей на початках нарушаются цветение и оплодотворение. Заморозки -2..-3°С повреждают всходы, а для повреждения генеративных органов достаточно -1°С.

Сумма активных температур, необходимая для созревания скороспелых сортов и гибридов, составляет 2100-2400°С, среднеспелых и позднеспелых - 2600-3000 0 С.

Требования к влаге

Потребность во влаге у кукурузы невысокая. В начале вегетации до образования 7-8-го листа воды потребляется мало и влаги, запасенной от осенне-зимних осадков, бывает достаточно. При минимуме осадков, но при теплой погоде культура в поисках влаги развивает мощную корневую систему. Критический период потребности в воде приходится на период, который начинается за 10-14 дней до образования метелки и заканчивается в середине молочной спелости зерна. В это время расходуется до 70 % воды, так как растения быстро растут в высоту и происходит основное накопление биомассы урожая. В этот период хорошо развитые растения обеспечивают себя влагой с глубоких слоев почвы. В основных районах возделывания кукурузы на зерно опасность представляет воздушная засуха, которая вызывает увядание растений, снижение интенсивности фотосинтеза и жизнеспособности пыльцы.

Частые дожди, вызывающие избыточное увлажнение на почвах с плохой фильтрацией, хуже влияют на кукурузу, чем сухие периоды с непродолжительными дождями.

Несмотря на относительную засухоустойчивость, кукуруза хорошо отзывается на полив, особенно в критический период. Поэтому в некоторых районах выращивания кукурузы на зерно применяют орошение.

Требования кукурузы к свету.

Кукуруза относится к светолюбивым, короткодневным растениям. Быстрее всего зацветает при 8-9-часовом дне. При продолжительности дня свыше 12-14 ч период вегетации удлиняется. Кукуруза требует интенсивного солнечного освещения. Затенение сорными растениями в первый период вегетации приводит к снижению урожая, как и чрезмерная загущенность посевов.

Требования кукурузы к почве.

Требования кукурузы к уровню культуры земледелия выше, чем к типу почв. Высокие урожаи она дает на чистых, рыхлых, воздухопроницаемых почвах, при рН не ниже 5,5. Лучше всего кукуруза растет и развивается на черноземных и темно-каштановых почвах. На этих почвах сосредоточены посевы кукурузы на зерно.

В северных районах возделывания кукурузы при недостатке тепла и повышенной влажности более пригодны хорошо окультуренные легкие суглинистые, супесчаные и песчаные почвы, которые весной быстрее прогреваются. Высокие урожаи кукурузы на силос можно получать на серых лесных, дерново-подзолистых, пойменных, осушенных торфяно-болотных почвах. Почвы, склонные к заболачиванию, сильно засоленные, а также с повышенной кислотностью непригодны для возделывания этой культуры.

Требование к элементам питания

Большое значение на ранних этапах роста кукурузы имеет азот. При недостатке азота растение плохо растет и развивается. Максимальная потребность и поступление азота наблюдается в течении 2-3 недель перед выметыванием. Прекращается потребление азота после начала молочной спелости зерна кукурузы.

В начале роста, когда закладываются будущие соцветия (фаза 4-6 листьев) кукуруза нуждается в фосфоре. При недостатке фосфора в этот период, початки могут быть недоразвитыми а ряда зерен неправильной формы. При достаточном количестве фосфора хорошо развивается корневая система, повышается засухоустойчивость растения, ускоряется образование початков и ускоряется созревание урожая. Кукуруза поглощает фосфор в меньшем количестве, чем калий и азот, фосфор поступает в растения медленнее и равномернее. Максимальное потребление фосфора кукурузой наблюдается в период формирования зерна и продолжается практически до полного его созревания.

Калий играет важную роль в развитии кукурузы. При не достатке калия у растения наблюдается замедление передвижения углеродов, снижается синтетическая деятельность листьев, ослабевает корневая система, понижается устойчивость к заболеваниям. Калий поступает в растение с первых дней появления всходов. На начало выметывания кукуруза поглощает до 90% калия. Поступление калия в растение стабилизируется с момента окончания цветения. Когда наступает молочная спелость зерна, содержание калия в тканях растения снижается. Снижению содержания калия способствует вымывание этого элемента в почву, через корневую систему.

Описание сорта

Выведен в Молдавском НИИ кукурузы и сорго совместно с БелНИИ земледелия и кормов. Трехлинейный гибрид получен от скрещивания линий МКР/1 СИ х Г22 С х 1866/82 Св. ФАО 200. Относится к группе сортотипов с желтым кремнисто-зубовидным зерном и красно-белым стержнем початка. Початок цилиндрический. высота растений 214-227 см, с 14-15 листьями, стебель тонкий, прочный. Масса 1000 зерен 240-413 г., выход зерна 69-82%. Урожайность нормализованного сухого вещества на сортоучастках республики за 1987-1989 гг. составила 56,8-167,6 ц/гв, зерна 65,9-89,8 ц/га. Содержание белка в сухом веществе 9,1%, сбор его с гектара - 13,2 ц. В зерне содержится 10,6% белка, крахмала 69,7%. Толерантен к болезням и вредителям. Районирован в России, Беларуси и Узбекистане для возделывания на зерно и силос, в Молдове - для повторных и пожнивных посевов Вегетационный период 107-124 дня. Семеноводство ведется на стерильной основе по схеме восстановления. Рекомендуется для возделывания на силос по всей Беларуси и на зерно на юге республики. Гибрид требователен к питанию.